1. Vue d'ensemble

Ce chapitre traite des mécanismes de transports passifs en biophysique, incluant diffusion, filtration, osmose et transport ionique. Situé au niveau microscopique, il explique comment les molécules et solvant se déplacent selon des gradients de concentration ou de pression sans consommation d’énergie. La compréhension de ces phénomènes est essentielle pour interpréter les échanges dans l’organisme, notamment au niveau des membranes biologiques. La théorie s’appuie sur les lois de Fick, la pression osmotique, et les principes de différenciation entre diffusion simple, filtration, osmose et leur rôle clinique.

2. Concepts clés & Éléments essentiels

Transport passif : sans énergie, basé sur gradients de concentration, pression ou champs électriques
Diffusion : mouvement aléatoire selon un gradient de concentration ; caractérisée par coefficient D
Loi de Fick 1 : débit massique ∝ surface S x coefficient D x gradient de concentration
Loi de Fick 2 : évolution de la concentration C(x,t) selon la dérivée seconde, dépendant de D
Coefficient de diffusion D : dépend du couple solvant-soluté, temperature, taille particule ; typiquement en cm²/s
Diffusion 2D/3D : augmente la durée de diffusion, en 2D r = 2√(Dt), en 3D r = 3√(Dt)
Filtration : transfert de solvant sous gradient de pression, avec coefficient K
Osmose : transfert de solvant à travers membrane semi-perméable en réponse à gradient de concentration, selon loi de Van’t Hoff
Pression osmotique π : π = RT.C, force nécessaire pour arrêter osmose
Concentration osmolaire : somme des particules, exprimée en mOsm/L
Tonicité : effet sur volume cellulaire, comparé à plasma (iso/hypo/hypertonique)
Différences clés entre diffusion, filtration, osmose : paramètres et membranes spécifiques

3. Points à Haut Rendement

Loi de Fick 1 : J = -D x S x (dC/dx), où J = débit massique, D = coefficient de diffusion
Loi de Fick 2 : ∂C/∂t = D ∇²C
Coefficient D ≈ 10⁻⁵ à 10⁻⁶ cm²/s dans milieu liquide
Diffusion selon 2 dimensions : r = 2√(Dt); 3 dimensions : r = 3√(Dt)
Temps d’homogénéisation : t ≈ L²/(2D) en 1D, en 2D : t ≈ r²/(4D), en 3D : t ≈ r²/(6D)
Filtration : J = K x ΔP, où K = coefficient de filtration, ΔP = différence de pression
Osmose : J = - (D/RT) x (dπ/dx), π =RT.C
Pression osmotique : π = RT.C, détermine la force pour arrêter osmose
Concentration osmolaire : Σi Ci, en mOsm/L
Tonicité : dépend de la concentration effective de particules non diffusibles
Équilibre : flux net JNet = J diffusion + J filtration = 0
Membrane sélective : laisser passer solvant, retenir soluté, dépend du rayon des pores
Cas bactérien ou médical : réglages de tonicité en solution pour ajuster volume cellulaire

4. Tableau de Synthèse

Concept	Points Clés	Notes
Loi de Fick 1	J = -D.S.(dC/dx)	Débit lié au gradient, dépend D et S
Loi de Fick 2	∂C/∂t = D∇²C	Évolution concentration dans le temps
Coefficient D	D dépend du couple, T, taille; ≈ 10⁻⁵ à 10⁻⁶ cm²/s	Variable selon milieu
Diffusion 2D	r = 2√(Dt)	Diffusion plus lente que 1D
Diffusion 3D	r = 3√(Dt)	Diffusion encore plus lente
Homogénéisation	t ≈ L²/(2D)	Temps dépendent de D et distance
Filtration	J = K ΔP	Transfert de solvant selon différence de pression
Osmose	J = -(D/RT)(dπ/dx)	Dépend de gradient de pression osmotique
Pression osmotique	π = RT.C	Force pour arrêter osmose
Concentration osmolaire	ΣCi	En mOsm/L, somme des particules
Tonicité	Niveau de concentration non diffusible	Iso/hypo/hypertonique
Membrane sélective	Pores selon rayon, différenciation solvant/soluté	Contrôle passage moléculaire

5. Mini-Schéma (ASCII)

Transport Passif
 ├─ Diffusion (gradient de concentration)
 │    └─ Loi de Fick
 ├─ Filtration (gradient de pression)
 │    └─ J = K ΔP
 ├─ Osmose (gradient de concentration du soluté)
 │    └─ J = -(D/RT) dπ/dx
 └─ Transport ionique (électrique) (en cours)

6. Bullets de Révision Rapide

Le flux de diffusion est proportionnel au gradient et à D
Loi de Fick 1 : mesure la quantité de matière échangée
Loi de Fick 2 : décrit la variation de concentration dans le temps
Diffusion dans milieu liquide limitée par la taille et l’interaction moléculaire
Homogénéisation dépend de D et de la distance (L²/D)
La filtration est due à un gradient de pression, loi de J = K ΔP
Osmose : déplacement de solvant pour équilibrer les concentrations
La pression osmotique π = RT.C, selon loi de Van’t Hoff
La concentration osmolaire totale inclut toutes les particules ; la tonicité concerne surtout celles non traversables
Différences de pression et de concentration contrôlent le déplacement
Membranes sélectives selon rayon de pore ; solvant pass, soluté retenu
En pratique, équilibre passif nécessite gradients opposés de pression et de concentration
La diffusion sera plus lente en 3D qu’en 1D ou 2D dû à l’augmentation du temps selon la dimension
La répartition des molécules en solution dépend du coefficient D, de la température, taille, viscosité
La filtration permet de contrôler passage via K et ΔP, importante pour la filtration glomérulaire ou capillaire
L’effet clinique : manipulation des solutions en fonction de la tonicité pour équilibrer volume cellulaire

Fiche de révision : Transports passifs en biophysique

1. 📌 L'essentiel

Transport passif : sans consommation d'énergie, basé sur gradients (concentration, pression, champ électrique)
Diffusion : déplacement des molécules selon un gradient de concentration, loi de Fick 1 et 2
Loi de Fick 1 : J = -D × S × (dC/dx), débit proportionnel au gradient
Loi de Fick 2 : ∂/∂t = D ∇²C, évolution spatiale et temporelle de C
Coefficient de diffusion D : dépend du milieu, de la taille des particules, en cm² (~10⁻⁵ à 10⁻⁶)
Osmose : déplacement de solvant à travers membrane semi-perméable, réponse au gradient de concentration
Pression osmotique : π = RT.C, force pour arrêter l’osmose
Tonicité : effet de la solution sur le volume cellulaire (iso, hypo, hyper)
Filtration : passage du solvant sous gradient de pression J = K × ΔP
Équilibres : flux net nul si J diffusion + J filtration = 0

2. 🧩 Structures & Composants clés

Membrane cellulaire : membrane semi-perméable, contrôle passif
Pores membranaires : permettent diffusion selective, taille critique
Solutés : molécules, ions, particules en solution
Solvant : souvent l’eau, en mouvement lors de diffusion ou osmose
Gradient de concentration : différence de C entre deux milieux
Gradient de pression : différence de pression hydrostatique ou hydraulique
Coefficient de diffusion D : dépend de la température, taille, viscosité
Loi de Van’t Hoff : relation entre concentration et pression osmotique
Pores de filtration : taille, perméabilité, rôle physiologique (ex. glomérule)
Membranes sélectives : laissent passer certains solutés

3. 🔬 Fonctions, Mécanismes & Relations

Diffusion passive : molécules se déplacent selon leur gradient jusqu’à équilibre
Loi de Fick 1 : débit simple, dépend de surface, D, gradient
Loi de Fick 2 : modélise la variation spatiale temporelle de concentration
Osmose : Équilibre entre flux de solvant et soluté, dépend de la pression osmotique
Filtration : dépend de la pression hydrostatique et du coefficient K
Interaction : diffusion et filtration peuvent agir en simultané selon membrane
Équilibre : flux net zéro, pas de mouvement global
Relations structure-fonction : pores, perméabilité, taille de molécules influence passage
Processus critique pour la physiologie : échanges capillaires, néphrons, cellules

4. Tableau comparatif : Diffusion, Filtration, Osmose

Élément	Caractéristiques clés	Différences principales
Diffusion	Déplacement moléculaire selon gradient de concentration	Passive, sans membrane spécifique, dépend D
Filtration	Passage sous gradient de pression hydrostatique	Liquide et petites molécules, dépend ΔP, K
Osmose	Déplacement de solvant en réponse à gradient de concentration des solutés	Déplace uniquement solvant, π = RT.C

5. 🗂️ Diagramme hiérarchique ASCII

Transport passif
 ├─ Diffusion (dC/dx)
 │    └─ Loi de Fick 1 et 2
 ├─ Filtration (ΔP)
 │    └─ Débit J = K × ΔP
 └─ Osmose (gradient de C)
      └─ Déplacement Solvant

6. ⚠️ Pièges & Confusions fréquentes

Confondre diffusion simple et osmose (osmose concerne seul le solvant)
Négliger l’effet de la membrane dans la filtration et l’osmose
Confondre le coefficient D (diffusion) avec K (filtration)
Ignorer la différence entre osmose et pression hydrostatique
Croire que la diffusion dépend uniquement de la concentration, pas de la membrane
Sous-estimer l’impact de la température sur D
Confondre concentration osmolaire et tonicité
Croire qu’osmose nécessite de l’énergie (elle est passive)

7. ✅ Checklist examen final

Comprendre et appliquer la loi de Fick 1 et 2
Savoir calculer D, t de diffusion, r, et flux
Maîtriser la différence entre diffusion, filtration et osmose
Connaître la pression osmotique : π = RT.C
Savoir l’effet de la tonicité sur la cellule
Interpréter un graphique ou un schéma de diffusion ou filtration
Établir la relation entre gradient de pression, flux, perméabilité
Identifier le rôle de la membrane dans ces processus
Comprendre les mécanismes physiologiques (ex. échanges capillaires, néphrons)
Être capable de différencier diffusion passive, active, et facilitée (selon contexte)

Ce résumé doit permettre de bien préparer les notions essentielles pour l’épreuve sur les mécanismes de transport passif.

1. Vue d'ensemble

2. Concepts clés & Éléments essentiels

Transport passif : sans énergie, basé sur gradients de concentration, pression ou champs électriques
Diffusion : mouvement aléatoire selon un gradient de concentration ; caractérisée par coefficient D
Loi de Fick 1 : débit massique ∝ surface S x coefficient D x gradient de concentration
Loi de Fick 2 : évolution de la concentration C(x,t) selon la dérivée seconde, dépendant de D
Coefficient de diffusion D : dépend du couple solvant-soluté, temperature, taille particule ; typiquement en cm²/s
Diffusion 2D/3D : augmente la durée de diffusion, en 2D r = 2√(Dt), en 3D r = 3√(Dt)
Filtration : transfert de solvant sous gradient de pression, avec coefficient K
Osmose : transfert de solvant à travers membrane semi-perméable en réponse à gradient de concentration, selon loi de Van’t Hoff
Pression osmotique π : π = RT.C, force nécessaire pour arrêter osmose
Concentration osmolaire : somme des particules, exprimée en mOsm/L
Tonicité : effet sur volume cellulaire, comparé à plasma (iso/hypo/hypertonique)
Différences clés entre diffusion, filtration, osmose : paramètres et membranes spécifiques

3. Points à Haut Rendement

Loi de Fick 1 : J = -D x S x (dC/dx), où J = débit massique, D = coefficient de diffusion
Loi de Fick 2 : ∂C/∂t = D ∇²C
Coefficient D ≈ 10⁻⁵ à 10⁻⁶ cm²/s dans milieu liquide
Diffusion selon 2 dimensions : r = 2√(Dt); 3 dimensions : r = 3√(Dt)
Temps d’homogénéisation : t ≈ L²/(2D) en 1D, en 2D : t ≈ r²/(4D), en 3D : t ≈ r²/(6D)
Filtration : J = K x ΔP, où K = coefficient de filtration, ΔP = différence de pression
Osmose : J = - (D/RT) x (dπ/dx), π =RT.C
Pression osmotique : π = RT.C, détermine la force pour arrêter osmose
Concentration osmolaire : Σi Ci, en mOsm/L
Tonicité : dépend de la concentration effective de particules non diffusibles
Équilibre : flux net JNet = J diffusion + J filtration = 0
Membrane sélective : laisser passer solvant, retenir soluté, dépend du rayon des pores
Cas bactérien ou médical : réglages de tonicité en solution pour ajuster volume cellulaire

4. Tableau de Synthèse

Concept	Points Clés	Notes
Loi de Fick 1	J = -D.S.(dC/dx)	Débit lié au gradient, dépend D et S
Loi de Fick 2	∂C/∂t = D∇²C	Évolution concentration dans le temps
Coefficient D	D dépend du couple, T, taille; ≈ 10⁻⁵ à 10⁻⁶ cm²/s	Variable selon milieu
Diffusion 2D	r = 2√(Dt)	Diffusion plus lente que 1D
Diffusion 3D	r = 3√(Dt)	Diffusion encore plus lente
Homogénéisation	t ≈ L²/(2D)	Temps dépendent de D et distance
Filtration	J = K ΔP	Transfert de solvant selon différence de pression
Osmose	J = -(D/RT)(dπ/dx)	Dépend de gradient de pression osmotique
Pression osmotique	π = RT.C	Force pour arrêter osmose
Concentration osmolaire	ΣCi	En mOsm/L, somme des particules
Tonicité	Niveau de concentration non diffusible	Iso/hypo/hypertonique
Membrane sélective	Pores selon rayon, différenciation solvant/soluté	Contrôle passage moléculaire

5. Mini-Schéma (ASCII)

Transport Passif
 ├─ Diffusion (gradient de concentration)
 │    └─ Loi de Fick
 ├─ Filtration (gradient de pression)
 │    └─ J = K ΔP
 ├─ Osmose (gradient de concentration du soluté)
 │    └─ J = -(D/RT) dπ/dx
 └─ Transport ionique (électrique) (en cours)

6. Bullets de Révision Rapide

Le flux de diffusion est proportionnel au gradient et à D
Loi de Fick 1 : mesure la quantité de matière échangée
Loi de Fick 2 : décrit la variation de concentration dans le temps
Diffusion dans milieu liquide limitée par la taille et l’interaction moléculaire
Homogénéisation dépend de D et de la distance (L²/D)
La filtration est due à un gradient de pression, loi de J = K ΔP
Osmose : déplacement de solvant pour équilibrer les concentrations
La pression osmotique π = RT.C, selon loi de Van’t Hoff
La concentration osmolaire totale inclut toutes les particules ; la tonicité concerne surtout celles non traversables
Différences de pression et de concentration contrôlent le déplacement
Membranes sélectives selon rayon de pore ; solvant pass, soluté retenu
En pratique, équilibre passif nécessite gradients opposés de pression et de concentration
La diffusion sera plus lente en 3D qu’en 1D ou 2D dû à l’augmentation du temps selon la dimension
La répartition des molécules en solution dépend du coefficient D, de la température, taille, viscosité
La filtration permet de contrôler passage via K et ΔP, importante pour la filtration glomérulaire ou capillaire
L’effet clinique : manipulation des solutions en fonction de la tonicité pour équilibrer volume cellulaire

Fiche de révision : Transports passifs en biophysique

1. 📌 L'essentiel

Transport passif : sans consommation d'énergie, basé sur gradients (concentration, pression, champ électrique)
Diffusion : déplacement des molécules selon un gradient de concentration, loi de Fick 1 et 2
Loi de Fick 1 : J = -D × S × (dC/dx), débit proportionnel au gradient
Loi de Fick 2 : ∂/∂t = D ∇²C, évolution spatiale et temporelle de C
Coefficient de diffusion D : dépend du milieu, de la taille des particules, en cm² (~10⁻⁵ à 10⁻⁶)
Osmose : déplacement de solvant à travers membrane semi-perméable, réponse au gradient de concentration
Pression osmotique : π = RT.C, force pour arrêter l’osmose
Tonicité : effet de la solution sur le volume cellulaire (iso, hypo, hyper)
Filtration : passage du solvant sous gradient de pression J = K × ΔP
Équilibres : flux net nul si J diffusion + J filtration = 0

2. 🧩 Structures & Composants clés

Membrane cellulaire : membrane semi-perméable, contrôle passif
Pores membranaires : permettent diffusion selective, taille critique
Solutés : molécules, ions, particules en solution
Solvant : souvent l’eau, en mouvement lors de diffusion ou osmose
Gradient de concentration : différence de C entre deux milieux
Gradient de pression : différence de pression hydrostatique ou hydraulique
Coefficient de diffusion D : dépend de la température, taille, viscosité
Loi de Van’t Hoff : relation entre concentration et pression osmotique
Pores de filtration : taille, perméabilité, rôle physiologique (ex. glomérule)
Membranes sélectives : laissent passer certains solutés

3. 🔬 Fonctions, Mécanismes & Relations

Diffusion passive : molécules se déplacent selon leur gradient jusqu’à équilibre
Loi de Fick 1 : débit simple, dépend de surface, D, gradient
Loi de Fick 2 : modélise la variation spatiale temporelle de concentration
Osmose : Équilibre entre flux de solvant et soluté, dépend de la pression osmotique
Filtration : dépend de la pression hydrostatique et du coefficient K
Interaction : diffusion et filtration peuvent agir en simultané selon membrane
Équilibre : flux net zéro, pas de mouvement global
Relations structure-fonction : pores, perméabilité, taille de molécules influence passage
Processus critique pour la physiologie : échanges capillaires, néphrons, cellules

4. Tableau comparatif : Diffusion, Filtration, Osmose

Élément	Caractéristiques clés	Différences principales
Diffusion	Déplacement moléculaire selon gradient de concentration	Passive, sans membrane spécifique, dépend D
Filtration	Passage sous gradient de pression hydrostatique	Liquide et petites molécules, dépend ΔP, K
Osmose	Déplacement de solvant en réponse à gradient de concentration des solutés	Déplace uniquement solvant, π = RT.C

5. 🗂️ Diagramme hiérarchique ASCII

Transport passif
 ├─ Diffusion (dC/dx)
 │    └─ Loi de Fick 1 et 2
 ├─ Filtration (ΔP)
 │    └─ Débit J = K × ΔP
 └─ Osmose (gradient de C)
      └─ Déplacement Solvant

6. ⚠️ Pièges & Confusions fréquentes

Confondre diffusion simple et osmose (osmose concerne seul le solvant)
Négliger l’effet de la membrane dans la filtration et l’osmose
Confondre le coefficient D (diffusion) avec K (filtration)
Ignorer la différence entre osmose et pression hydrostatique
Croire que la diffusion dépend uniquement de la concentration, pas de la membrane
Sous-estimer l’impact de la température sur D
Confondre concentration osmolaire et tonicité
Croire qu’osmose nécessite de l’énergie (elle est passive)

7. ✅ Checklist examen final

Comprendre et appliquer la loi de Fick 1 et 2
Savoir calculer D, t de diffusion, r, et flux
Maîtriser la différence entre diffusion, filtration et osmose
Connaître la pression osmotique : π = RT.C
Savoir l’effet de la tonicité sur la cellule
Interpréter un graphique ou un schéma de diffusion ou filtration
Établir la relation entre gradient de pression, flux, perméabilité
Identifier le rôle de la membrane dans ces processus
Comprendre les mécanismes physiologiques (ex. échanges capillaires, néphrons)
Être capable de différencier diffusion passive, active, et facilitée (selon contexte)

Ce résumé doit permettre de bien préparer les notions essentielles pour l’épreuve sur les mécanismes de transport passif.

Transports passifs en biophysique

Crée tes propres fiches en 30 secondes

1. Vue d'ensemble

2. Concepts clés & Éléments essentiels

3. Points à Haut Rendement

4. Tableau de Synthèse

5. Mini-Schéma (ASCII)

6. Bullets de Révision Rapide

Transports passifs en biophysique

Crée tes propres fiches en 30 secondes

Fiche de révision : Transports passifs en biophysique

1. 📌 L'essentiel

2. 🧩 Structures & Composants clés

3. 🔬 Fonctions, Mécanismes & Relations

4. Tableau comparatif : Diffusion, Filtration, Osmose

5. 🗂️ Diagramme hiérarchique ASCII

6. ⚠️ Pièges & Confusions fréquentes

7. ✅ Checklist examen final

Transports passifs en biophysique

Transports passifs en biophysique

Quelle loi décrit la relation entre le débit massique et le gradient de concentration lors de diffusion passive?

Transports passifs en biophysique

Progression globale

Détail par thème

Introduction au système

Les différents types

Structure axiale

Structure appendiculaire

Suivi de progression par thème

Transports passifs en biophysique

Crée tes propres fiches en 30 secondes

1. Vue d'ensemble

2. Concepts clés & Éléments essentiels

3. Points à Haut Rendement

4. Tableau de Synthèse

5. Mini-Schéma (ASCII)

6. Bullets de Révision Rapide

Transports passifs en biophysique

Crée tes propres fiches en 30 secondes

Fiche de révision : Transports passifs en biophysique

1. 📌 L'essentiel

2. 🧩 Structures & Composants clés

3. 🔬 Fonctions, Mécanismes & Relations

4. Tableau comparatif : Diffusion, Filtration, Osmose

5. 🗂️ Diagramme hiérarchique ASCII

6. ⚠️ Pièges & Confusions fréquentes

7. ✅ Checklist examen final

Transports passifs en biophysique

Transports passifs en biophysique

Quelle loi décrit la relation entre le débit massique et le gradient de concentration lors de diffusion passive?

Transports passifs en biophysique

Progression globale

Détail par thème

Introduction au système

Les différents types

Structure axiale

Structure appendiculaire

Suivi de progression par thème